CN208128125U - 基于移位寄存器调节输出电压的开关电源及电源系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种基于移位寄存器调节输出电压的开关电源，包括：电源控制芯片，该电源控制芯片的FB反馈引脚连接第一下拉电阻，在所述第一下拉电阻处并联n路电阻，n＞1；其中，所述n路电阻中各路电阻选择性的接入所述开关电源，从而调节输出电压。本公开还提供了一种电源系统。本公开开关电源及电源系统，实现了对开关电源输出电压进行精确调节，节约了IO口数量，提高了调节效率。
Description
技术领域
本公开涉及电源技术领域，具体涉及一种开关电源及电源系统，其利用移位寄存器对开关电源输出电压进行精确调节。
背景技术
随着集成电路的发展进步，开关降压电源的设计变得越来越成熟。
目前主流的开关电源设计师通过匹配合理参数的分立元器件(电感，电容，MOS管等)，根据电源控制芯片的feedback的定值电压，改变分压电阻的比例关系，得到稳定的电压输出。
在矿机测试调试阶段，需要对电源的输出电压进行调节。根据矿机每个算力芯片分压和算力芯片个数，得到最匹配矿机的电压值，保证矿机运行有最高的效率。
调试电源，要得到最合适的输出电压值，最直接的办法是改变feedback 处分压电阻的阻值。然而，现有的开关电源每测试一个电压值都需要重新焊接分压电阻，耗时费力，而且有时候难以找到合适的电阻；另外，通常还有一种办法是VID数字调节，但此种方法得到更高精度的输出电压需占用更多的IO口。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本公开提供了一种基于移位寄存器调节输出电压的开关电源及电源系统，实现了对开关电源输出电压进行精确调节，节约了IO口数量，提高了调节效率。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种基于移位寄存器调节输出电压的开关电源，包括：电源控制芯片，该电源控制芯片的FB反馈引脚连接第一下拉电阻，在所述第一下拉电阻处并联n路电阻，n＞1；其中，所述n 路电阻中各路电阻选择性的接入所述开关电源，从而调节输出电压。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电源系统，其包括所述的开关电源，还包括：
移位寄存器，用于使所述n路电阻中各路电阻选择性的接入，改变分压电压，从而调节输出电压；
MCU，与所述移位寄存器连接，其通过二CLK信号及一DATAIN信号对所述寄存器进行控制；以及
上位机，与所述MCU连接，用于对所述MCU进行操作控制。
在一些实施例中，所述电源控制芯片根据所述分压电压变化对所述开关电源的输出电压进行调节。
在一些实施例中，所述移位寄存器用于控制所述n路电阻中各路电阻的接入，接入的电阻与所述第一下拉电阻并联得到第二下拉电阻，以改变分压电阻的阻值，从而改变所述分压电压。
在一些实施例中，所述移位寄存器采用8bit移位寄存器，其控制两路开关电源输出电压，每路4bit。
在一些实施例中，在每路开关电源第一下拉电阻R20处并联4路电阻 R21、R22、R23、R24，分别与所述移位寄存器的Q4、Q5、Q6、Q7连接，所述移位寄存器的其中4位输出V1_2、V2_2、V3_2、V4_2分别控制所述4路电阻R21、R22、R23、R24的接入，从而改变分压电阻的阻值。
在一些实施例中，调节精度为2^n，n为移位寄存器并行输出连接至开关电源的位数。
在一些实施例中，所述电源控制芯片采用非数字类型芯片。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开基于移位寄存器调节输出电压的开关电源至少具有以下有益效果其中之一：
(1)利用移位寄存器实现了对开关电源及电源系统输出电压进行精确调节。
(2)利用MCU对移位寄存器进行控制，移位寄存器并行输出改变下拉电阻的值，相对于VID调节，节约IO口数量。
(3)利用上位机，便于操作控制MCU。
(4)本公开基于移位寄存器调节开关电源及电源系统的输出电压，降低了物料成本、节省了PCB板面积。
附图说明
通过附图所示，本公开的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的装置。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本公开的主旨。
图1为依据本公开实施例开关电源方块图。
图2为依据本公开实施例电源控制芯片处的连接线路图。
图3为依据本公开实施例移位寄存器连接线路图。
图4为依据本公开实施例MCU控制连接线路图。
图5为依据本公开实施例电源控制芯片处的另一连接线路图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本公开的保护范围。
本公开提供了一种基于移位寄存器调节输出电压的开关电源及电源系统。所述基于移位寄存器调节输出电压的开关电源，包括：电源控制芯片，在其FB分压电阻第一下拉电阻处并联n路电阻；其中，所述n路电阻中各路电阻选择性的接入所述开关电源，从而调节输出电压。
图1为依据本公开实施例电源系统的方块图。如图1所示，所述电源系统，包括：
开关电源，其包括电源控制芯片，在其FB(feedback)分压电阻第一下拉电阻处并联n路电阻，n＞1；以及
移位寄存器，与所述电源控制芯片连接，用于控制所述n路电阻，以改变分压电压；其中，
所述电源控制芯片feedback根据所述分压电压变化对所述开关电源的输出电压进行调节。
具体的，所述移位寄存器用于控制所述n路电阻中各路电阻的接入，接入的电阻与所述第一下拉电阻并联得到第二下拉电阻，以改变分压电阻的阻值，从而改变所述分压电压。
请继续参照图1所示，进一步的，所述电源系统，还包括，MCU，与所述移位寄存器连接，其通过二CLK信号及一DATAIN信号对所述寄存器进行控制。
更进一步的，所述电源系统，还包括，上位机，与所述MCU连接，用于对所述MCU进行操作控制。
所述基于移位寄存器调节输出电压的开关电源包括所述电源控制芯片、所述下拉电阻，还可包括上拉电阻。
本领域技术人员可以理解的是，所述移位寄存器，串行输入，并行 OD输出，有shift寄存器和storage寄存器。不同时钟信号分别控制shift 寄存器和storage寄存器。串行输入，不同时钟信号上升沿控制shift寄存器和storage协同合作并行输出。
本公开电源系统通过移位寄存器调节输出电压的具体流程为：上位机串口输入----MCU----移位寄存器----电源控制芯片输出电压。更具体而言，在开关降压电源feedback分压电阻下拉电阻处并联n路电阻并受移位寄存器控制，移位寄存器控制所述n路电阻中的一路或不同路组合的电阻接入，接入的电阻和原来下拉电阻(第一下拉电阻)并联，得到“新的”下拉电阻(第二下拉电阻)，这样就可以改变分压电压，电源控制芯片feedback 检测到电压的变化即可对电源的输出电压进行调节。MCU通过三个信号 (两个CLK，一个DATAIN)对移位寄存器控制，再通过串口连接到上位机。这样就可以在上位机进行操作控制MCU，MCU再控制移位寄存器，移位寄存器并行输出8bit数据改变下拉电阻的值，电源控制芯片feedback 检测到分压电压的变化对输出电压进行调节。调节精度是2^n，n为移位寄存器并行输出位数，实际输出到开关电源的位数，移位寄存器输出位数越高电压调节精度越高。MCU只通过三信号即可对移位寄存器进行控制，相对于VID调节，节约了MCU的IO口数量。
以下结合附图详细介绍本公开实施例的基于移位寄存器调节输出电压的开关电源及电源系统。
请结合图2至4所示，所述电源控制芯片其FB(引脚2)连接第一下拉电阻R20(即原下拉电阻)，还连接上拉电阻R25；在所述第一下拉电阻处并联4路电阻R21、R22、R23、R24。
所述移位寄存器采用8bit移位寄存器，其控制两路开关电源输出电压，每路4bit，控制精度2^4，其中一路如图2所示，另一路如图5所示。
所述MCU采用LPC11U14FHN33/201MCU。
在每路开关电源第一下拉电阻R20处并联的4路电阻R21、R22、R23、 R24，分别与所述移位寄存器的Q4、Q5、Q6、Q7(引脚11、12、13、14) 连接，所述移位寄存器的其中4位输出V1_2、V2_2、V3_2、V4_2分别控制所述4路电阻R21、R22、R23、R24的接入，从而改变分压电阻的阻值。根据输出电压的不同，控制接入的电阻也不同；例如，移位寄存器可控制R21接入，R22、R23、R24未接入；或R21与R22同时接入，R23 与R24未接入；或R21、R22、R23同时接入，R24未接入；或R21、R22、 R23、R24同时接入；或R21、R22、R23、R24同时未接入等等。
所述移位寄存器的STCP、SHCP(引脚10、15)分别与所述MCU的 PIO0_6USB_CONNECT/SCK0、PIO0_7/CTS(引脚15、16)连接，用于接收所述二CLK信号；所述移位寄存器的DS(引脚2)与所述MCU的 PIO0_21/CT16B1_MAT0/MOSI1(引脚12)连接，根据二CLK信号及一DATAIN信号对shift寄存器和storage寄存器进行控制。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行更改或替换。
(1)虽然实施例中以并联4路电阻进行示例性说明，但本公开的并联电阻并不限于4路。
(2)移位寄存器、MCU不限于上述实施例中给出的具体移位寄存器、 MCU，也可以采用其他具有相同功能的移位寄存器、MCU。
(3)开关电源的控制芯片并不限于实施例中给出的具体芯片，非数字类型的开关电源均可以使用。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于移位寄存器调节输出电压的开关电源，包括：电源控制芯片，该电源控制芯片的FB反馈引脚连接第一下拉电阻，在所述第一下拉电阻处并联n路电阻，n＞1；其中，所述n路电阻中各路电阻选择性的接入所述开关电源，从而调节输出电压。
2.一种电源系统，其包括如权利要求1所述的开关电源，还包括：
移位寄存器，用于使所述n路电阻中各路电阻选择性的接入，改变分压电压，从而调节输出电压；
MCU，与所述移位寄存器连接，其通过二CLK信号及一DATAIN信号对所述寄存器进行控制；以及
上位机，与所述MCU连接，用于对所述MCU进行操作控制。
3.根据权利要求2所述的电源系统，其中，所述电源控制芯片根据所述分压电压变化对所述开关电源的输出电压进行调节。
4.根据权利要求2所述的电源系统，其中，所述移位寄存器用于控制所述n路电阻中各路电阻的接入，接入的电阻与所述第一下拉电阻并联得到第二下拉电阻，以改变分压电阻的阻值，从而改变所述分压电压。
5.根据权利要求2所述的电源系统，其中，所述移位寄存器采用8bit移位寄存器，其控制两路开关电源输出电压，每路4bit。
6.根据权利要求5所述的电源系统，其中，在每路开关电源第一下拉电阻R20处并联4路电阻R21、R22、R23、R24，分别与所述移位寄存器的Q4、Q5、Q6、Q7连接，所述移位寄存器的其中4位输出V1_2、V2_2、V3_2、V4_2分别控制所述4路电阻R21、R22、R23、R24的接入，从而改变分压电阻的阻值。
7.根据权利要求2所述的电源系统，其中，调节精度为2^n，n为移位寄存器并行输出连接至开关电源的位数。
8.根据权利要求2所述的电源系统，其中，所述电源控制芯片采用非数字类型芯片。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2019210654A1 (zh) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种服务器开关电源输出电压的调节系统及方法 |
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